A 20 Cinematica Pps 1

INTRODUCCION A LA CINEMATICA
ESTUDIO DEL MOVIMIENTO QUE PRESCINDE DE LAS FUERZAS

Joaquín Medín Molina
CLASE 3-FISI 3171

Los que estudian cinemática somos
discípulos de los discípulos de los disc….
Del maestro fundador: Galileo Galilei

MOVIMIENTO DE UN OBJETO MATERIAL
Fotos sucesivas de auto en intervalos de 1 segundo

DEFINICION
CAMBIO DE

POSICION

EN EL TRANSCURSO DEL TIEMPO

POSICION=Distancia del objeto respecto a un punto de referencia
CAUSA DIRECTA DEL MOVIMIENTO
LA VELOCIDAD PRODUCE EL CAMBIO DE POSICION

ELEMENTOS DE CONSTRUCCION DE MODELOS

INFLUJO

REFLUJO

NIVEL

INFLUJO

MODELO

NIVEL

Fin

REFLUJO

N
Fout

POSICION GRIFO

N(t+dt) = N(t) + (Fin-Fout) *dt

DESCRIPTORES DEL MOVIMIENTO Y SU RELACION
La posicion es un nivel y la velocidad es su flujo correspondiente
S

VV

S (t + dt ) = S(t) + V * dt
LEY CINEMATICA FUNDAMENTAL: POSTULADO DE EXISTENCIA
EN TODO MOVIMIENTO SIEMPRE EXISTE VELOCIDAD

V
S(t)
S(t+dt)

UNA CONSECUENCIA EMPIRICA DE LEY CINEMATICA
•LA TELEPORTACION ES IMPOSIBLE(CAMBIO INSTATANEO DE
POSICION)PORQUE IMPICA UNA VELOCIDAD INDEFINIDAMENTE GRANDE.
•EN UN MOVIMIENTO DE IDA Y RETORNO POR LA MISMA RUTA Y DE IGUAL
DURACION, SE PASA AL MENOS UNA VEZPOR UN LUGAR A LA MISMA HORA
EN LA IDA Y EN EL RETORNO.

Movimiento imposible
Movimiento de ida
Movimiento de regreso

FORMULACIONES ANALITICAS DE RELACIONES
CINEMATICAS FUNDAMENTALES

V

S

S(t + dT ) = S(t) + V * dT

∫

t

S (t ) = S (t o ) + Vdt
to

S (t + dT ) − S (t ) dS
V=
=
dt
dt

∫

movimiento ≡ ∆S = V * dt ≡ desplazamiento
Hallar posicion , movimiento y desplazamiento entre t=2 y t=4 decuerpo con v=2*t

RELATIVIDAD DEL MOVIMIENTO RESPECTO A MARCO DE REFERENCIA

LOS ARBOLES SE MUEVEN RESPECTO AL CARRO. EL CARRO SE
MUEVE RESPECTO A LOS ARBOLES

FORMULACION DE LEY CINEMATICA CUANDO LA POSICION ES REFERIDA A UN
OBJETO EN MOVIMIENTO

seguidor
V

líder

U

V

U
S

Frecuencia de realización de actividades con potencial
de distraer por conductores de Puerto Rico
fuente: Comisión deSeguridad en el tránsito,2004

11
12
15
18
18

fumar
maquillarse/afeitarse
peinarse/mirarse al espejo
buscar una dirección/instrucciones
atender necesidades de niños
buscar algo dentro del auto
comer/beber
reducir velocidad para mirar afuera
ayudar en necesidades de pasajeros
hacer llamada por celular

24

30
33
34
35

manipular equipo de audio
atender una llamada por el celular
soñar despierto42
44
45

62

hablar con el pasajero
mirar algo fuera del auto

0

20

40

60

69
80

¿CUAN PELIGROSO ES GENERAR O ATENDER UNA LLAMADA A EL
CELULAR MIENTRAS SE MANEJA UN AUTO?
Hipótesis: el conductor se mueve sin acelerar con una velocidad de 55 mph durante el
tiempo que se distrae con celular.
Hipótesis: El peligro depende de la distancia que recorremos antes de poder reaccionar.

Velocidadmientras se atiende celular = if (time < duración de distraccion en segundos) then
(velocidad_en_millas_por_horas*1600/3600) else (0) {metro/seg}

Marcar un celular ocasiona una distracción altamente peligrosa

ACELERACION
TASA ABSOLUTA DE CAMBIO DE LA VELOCIDAD

dV
A=
= DERIVN( V ,1)
dt
ejemplo
tiempo(s)
velocidad(m/s)
aceleración(m/s^2)

1
2
2

A=

3
6
2

5
10
2

dV ∆V 10 − 6 4
≅
=
= =2
dt
∆t
5−3 27
14
2

A

V
Aceleración por aumento en velocidad
Pedal de aceleracion
V

A

Aceleración por reducción en velocidad
A=

V

A

dV ∆V 10 − 6 4
≅
=
= =2
dt
∆t
5−3 2

Pedal de frenar

Aceleración por cambio en dirección de la
velocidad
Rueda del guia

DIFRENCIA ENTRE VELOCIDAD Y ACELERACION

VELOCIDAD
ACELERACION

CRECIENTE
CONSTANTE

CRECIENTE
CRECIENTE

CRECIENTE
DECRECIENTE

SENTIDO DE LAACELERACION

o Ofrece una información crucial para mantener el balance y la
estabilidad al caminar y correr. Es preferible no poder oler a no
poder mantener el balance
o El sentido de aceleración ocupa un volumen comparable con los
detectores de sonido en el oido interno
o Si es sobreestimulado por excesivas aceleraciones, el sentido de
aceleración causa mareos y nauseas.
o La necesidad de estimular...